Kompakt vindkraft bakom dålig lönsamhet

Transkript

1 Kompakt vindkraft bakom dålig lönsamhet av Bertil Persson, tekn. Dr, docent i byggnadsmaterial, Bara, Bakgrund och syfte Centrumavstånd mellan vindkraftverk är avgörande för effektiviteten och energiutfallet vid i övrigt konstanta förhållanden. I Tabell 1 ges rekommenderat minsta centrumavstånd för vindkraftverk 1. Vattenfall medgav redan före prospektering av Lillgrund att verken stod för tätt men att tid inte fanns för en omprospektering, Figur 1 2. Medelavståndet mellan verken är 350 m d.v.s. 47% av kravet som är 8 x 93 = 744 m. Verken närmast förhärskande vindriktning fick därför en effektivitet av 39,1% under de sex år som de har körts (december 2007 januari 2014 exklusive maj-juni 2013, totalt 2 TWh) medan effektivitet för hela stationen blev 34,3%, Tabell 2 och Figur 2 3. Effekten i stationen kunde därför ha minskats med 12,4%, från 48 st. till 42 verk, vid en korrekt placering av verken och bibehållen energiproduktion. Dessa sex (6) verk betingar en Energieffektivisering om 400 Mkr (30 Mkr/MW inkl. allt). Minskning av inbördes avstånd i förhållande till kravet gav en minskad energiproduktion för Lillgrundstationen med ca 0,25% per procent i minskat avstånd (12,5/(100-47). Syftet med artikeln är att utröna om krav på effektivitet och energiutfallet och därmed god ekonomi vid ett antal prospekt uppfylls. Tabell 1 - Rekommenderat minsta inbördes avstånd mellan verk (gånger turbindiameter). Placeringstyp Linjär Långsmal Kvadratisk Hav Land Figur 1 Inbördes avstånd mellan verk är 300 m resp. 400 m på Lillgrund. Figur 2 Effektivitet för verk på Lillgrund visavi ordning från vindriktningen. 1 Centrum för vindkraftinformation. Gotlands högskola. Visby

2 Tabell 2. Effektivitet hos Lillgrundverk närmast mot förhärskande vindriktning var 39,1% under sex år (december 2007 januari 2014 exklusive maj-juni 2013, totalt 2TWh) medan effektivitet för hela stationen var 34,3% under motsvarande mätperiod. Namn El 6 år (GWh) Effektivitet (%) A-01 41,6 34,4 A-02 40,9 33,9 A-03 40,2 33,3 A-04 42,6 35,2 A-05 41,0 33,9 A-06 44,0 36,4 A-07 47,6 39,4 B-01 39,2 32,4 B-02 37,6 31,1 B-03 37,8 31,2 B-04 39,2 32,5 B-05 39,1 32,3 B-06 39,9 33,0 B-07 44,0 36,4 B-08 50,0 41,3 C-01 38,7 32,0 C-02 37,0 30,6 C-03 37,4 31,0 C-04 39,0 32,2 C-05 40,1 33,1 C-06 40,4 33,4 C-07 43,4 35,9 C-08 47,8 39,6 D-01 38,1 31,6 D-02 37,1 30,7 D-03 36,4 30,1 D-04 38,2 31,6 D-06 41,3 34,2 D-07 44,4 36,7 D-08 48,7 40,3 E-01 40,1 33,2 E-02 37,9 31,3 E-03 37,7 31,2 E-04 39,2 32,4 E-06 42,9 35,5 E-07 47,4 39,2 F-02 39,8 32,9 F-03 37,7 31,2 F-04 39,8 32,9 F-05 42,9 35,5 F-06 45,9 37,9 G-02 40,9 33,8 G-03 41,0 33,9 G-04 42,0 34,8 G-05 45,0 37,2 H-02 45,9 38,0 H-03 44,4 36,7 H-04 45,9 38,0 Medelvärde 48 st. 41,4 34,3 M.v. ändverk 8 st. 47,3 39,1 M.v. = Medelvärde; fel stil = verk placerade närmast förhärskande vindriktning (radslut) 2. Beräkning av effektivisering Underlag från prospekteringar analyserades med avseende på centrumavstånd för verk i förhållande till krav, samt energiförluster jfrt med korrekt placering. Energieffektivisering beräknades jfrt med korrekt placering baserat på en investeringskostnad om 20 Mkr/MW för landvindkraftverk resp. 30 Mkr/MW till havs inkl. allt. Underlag utgörs av prospekthandlingar eller tillståndsansökningar (finns dokumenterat i ISBN-rapporter på Kungliga Biblioteket och de sex (6) universitetsbiblioteken). Resultat visar en Energieffektivisering om ca 2 mdkr (8,0%) för 33 prospekt om 461 verk med medeleffekten 2,7 MW, Tabell 3.

3 Tabell 3 Energieffektivisering vid 33 prospekt till följd av alltför kompakt vindkraft. Kommun Prospekt Verk Effekt (MW) Avstånd Energieffektivisering Dokument (st.) St. Total Akt. Krav (MW) (%) (Mkr) ISBN Alingsås Rödeneplatån 42 3, ,7 7,0 9,9 7, Arvidsjaur Brattberget 17 3,0 51 5,5 7,0 2,6 5, Bengtsfors Bäcken 10 3,2 32 4,4 6,0 2,0 6, Bräcke Nyhem 21 4,5 95 4,2 6,0 6,6 7, Falkenberg Hällarp 3 2,3 7 3,2 5,0 0,6 8, Falun Ockelbo Svartnäs 236 3, ,5 7,0 59,2 8, Gislaved Vaggeryd Palsbo 43 2,3 99 3,8 7,0 10,6 10, Göteborg Hake Fjord 14 4,5 63 5,5 7,0 3,2 5, Helsingborg Västraby 17 2,2 37 4,5 7,0 3,1 8, Herrljunga Sträte 5 3,2 16 4,2 6,0 1,1 7, Herrljunga Ulriceh. Fänneslunda 20 2,4 48 4,6 6,0 2,6 5, Hjo Fågelås 14 2,0 28 4,6 6,0 1,5 5, Hylte Örken 31 2,3 71 4,2 6,0 5,0 7, Hässleholm Nävlinge 23 3,0 69 4,0 7,0 6,9 10, Jönköping Norra Kärr 41 2,3 94 4,5 6,0 5,5 5, Kalmar Mortorp 4 3,0 12 4,3 6,0 0,8 6, Kinda Gröninge 18 2,3 41 5,1 8,0 3,5 8, Kristianstad Villands Vånga 4 2,0 8 3,9 7,0 0,8 10, Kristianstad Maltesholm 33 2,0 66 5,4 7,0 3,5 5, Laholm Oxhult 12 2,0 24 4,2 6,0 1,7 7, Lilla Edet Hjärtum 6 2,3 14 4,5 6,0 0,8 6, Malmö Lillgrund 48 2, ,8 8,0 13,7 12, Mörbylånga Kastlösa 14 2,3 32 3,7 6,0 2,9 9, Oskarshamn Bjälebo 25 3,0 75 5,3 7,0 4,3 5, Svalöv Södersåen 15 3,0 45 4,0 6,0 3,5 7, Sävsjö Tritteboda 9 3,0 27 3,6 7,0 3,0 11, Tingsryd Kuppersmåla 4 2,0 8 4,4 6,0 0,5 6, Torsås Fastlycke 7 3,6 25 4,5 6,0 1,5 6, Uppsala Knutby 44 2, ,2 7,0 6,1 6, Varberg Gummaråsen 5 2,0 10 4,7 6,0 0,5 5, Vetlanda Åmjölkesbo 3 3,2 10 4,3 7,0 0,9 9, Växjö Furuby 11 2,0 22 4,3 6,0 1,5 6, Åre Moskogen 48 5, ,5 7,0 20,5 8, Summa / medelv , , Diskussion 3.1 Lillgrund Av Vattenfall uppgiven investeringskostnad för Lillgrund för 6 år sedan, 1800 Mkr, eller 16,4 Mkr/MW, är nog för låg, då siffran t.o.m. är lägre än den som 2009 dokumenterades för prospekt Hishult, Laholms kommun, eller 480 Mkr för 24 MW eller 20 Mkr/MW inklusive allt. Erfarenhetsmässig har havsvindkraft 50% högre investeringskostnad än landvindkraft varför 30 Mkr/MW valdes för Lillgrund som investeringskostnad inkl. allt. Problem med vindvakar var välkänt långt före Lillgrund, med större effekt till havs än på land, där turbulens motverkar effekten, en effekt som stäcker sig något kortare väg efter verken till lands än till sjöss 4, 5. Att placera verken med c/c 3,5 turbindiametrar är därför oförsvarlig kapitalineffektivitet för Lillgrund, ca 410 Mkr onödig kapitalplacering med återverkningar på lönsamheten i all framtid. En åttondel av verken är onödiga om de hade ställt på korrekt avstånd. Därtill kommer kostnaden för åtta betongfundament. Effektiviteten för Lillgrundverken är ca 10%-enheter lägre för verk inne i stationen än för frontverk, som står mot förhärskande vindriktning, då det ibland kan blåsa i motsatt riktning för verk som står längst bort i lä vid förhärskande vindriktning som då blir frontverk Tore Wizelius. Trångt Lillgrund hotas av haverier. Sydsvenskan

4 3.2 Hishult Även Energimyndighetens pilotprojekt om 480 Mkr präglas av olönsamhet med låg effektivitet, ca 25%, Tabell 4, Figur 3, vilket skylldes på för låga verk, medan orsaken egentligen är alltför kompakt placering, Tabell 5. Alltför kompakt placering av verken med som minst 3,9 turbindiametrar i inbördes avstånd (352 m) kan även förklara störningar enligt ICBEN av interferensbuller från verken redan vid 3 m/s i vindhastighet, Figur 4 6. Tabell 4 - Energimyndighetens pilotprojekt med låg effektivitet, ca 25% Rubrik Z Närmaste VKV Z Horisontellt avstånd Avstånd i turbindiametrar (m) (m) (m) Enskilt , , , , , , , , , , , ,2 4,19 Tabell 5 Centrumavstånd för Hishultsverken (verk 3 enligt satellitmätning). No Z Närmaste VKV Z Horisontellt avstånd Avstånd i turbindiametrar (m) (m) (m) Enskilt Medelvärde , ,9 2 90,9 1 90, , , , , , , , , ,6 6 90, , , , , , , , , , , , , , , , , ,2 4,17 Figur 3 Karta över Hishultsverken. Nivålinjer (5 m ekvidistans) samt bostäder. Figur 4 För grannar uppmätt störningsgrad enligt ICBEN visavi vindriktning. 6 Bertil Persson. Skyddsavstånd till bostad vid bulleremission från vindkraftverk. Lunds universitet. Lund ISSN , sid

5 3.3 Hycklinge Regeringens vindkraftsamordnare uppger prospekt Gröninge, Hycklinge, Kinda kommun, som landets mest omstridda hitintills 7. Prospektören av verken på Riddarhusets mark gjorde därför dessa ca 50% större i den blinda tron att höjden betyder allt, medan ökad höjd även kräver ett ökat inbördes avstånd, då vinden på högre höjd blir alltmer laminär. På lägre höjd gör turbulensen nämligen att effekten av vindvakar utjämnas på kortare avstånd än på högre höjd, där förhållandena alltmer börjar likna dem som råder till havs med mellan sex (6, linjär) och åtta (8, kvadratisk placering) turbindiametrar som krav på inbördes avstånd. I prospekt Hycklinge är inbördes medelavstånd om 5,1 turbindiametrar med 416 m som minimum mellan verk med turbin om 112 m, vilket ger en stor energiförlust jämfört med korrekt placering, Tabell 6, Figur 5. Om verken ställs med korrekt inbördes avstånd kan antalet verk nog minskas från ursprungliga 32 st. i prospektet till 13 st. med bättre lönsamhet och mindre påverkan på livsmiljön som givna resultat. I prospekt Gröninge har dock placering enligt box -modell införts, vilket innebär att varje verk kan placeras inom rätt vida friområden, varvid turbinvingarna i värsta fall slår ihop. Tabell 6 - I prospekt Gröninge är inbördes medelavstånd om 5,1 turbindiametrar med 416 m som minimum mellan verk med turbindiameter 112 m (3,7 turbindiametrar). Rubrik Z Närmaste VKV Z Horisontellt avstånd Avstånd i turbindiametrar (m) (m) (m) Enskilt Medelvärde , , , , , , , , , , , , , , , , , ,3 5, Ekonomi Anläggningskostnaden är den helt dominerande för vindkraft då vinden är kostnadsfri. En generell förbättring av lönsamheten i branschen med 8,0% torde i många fall leda till att förlust vänds till vinst samtidigt som antalet verk minskar med mindre omgivningspåverkan som följd, kortare vägar och kablar, etc.. Nyttotagare är alla utan vindkraftindustrin vars lönsamhet minskas i motsvarande grad, då färre verk får tillverkas än nu. I de prospekt som har analyserats i Tabell 3 skulle leveranserna ha minskats med ca 2 mdkr. I de 33 st. prospekt som har analyserats i Tabell 3 skulle lönsamheten ha ökat med 8% vid korrekt inbördes placeringen av verken, jämfört med den valda, eller att 96 MW vindkraft inte behöver installeras med tillhörande 35 betongfundament, vilka i sin tur ger koldioxidutsläpp (ca ton vid tillverkning), även om verk till viss del kan återvinnas. Det är nog industriell egennytta som varit bärande vid placering av verken i prospekten. 4. Slutsatser Efter genomgång av 33 prospekt med 461 vindkraftverk kunde följande slutsatser dras: 7 Alf Wesvik. E.On har kapitalt misslyckats övertyga bygden om vindkraftens fördelar, liksom kommunen. Kindaposten. Vimmerby,

6 1. Inbördes avstånd mellan 461 verk var alltför litet för att full energifångst skulle nås. 2. Medelavståndet mellan verk på Lillgrund är 350 m d.v.s. 47% av kravet om 744 m. 3. Antal verk på Lillgrund kunde ha minskats med 8 st. vid bibehållen energiproduktion. 4. Branschen präglas av dålig lönsamhet med låg effektivitet vilken skylles för låga verk, medan orsaken är alltför kompakt placering med litet avstånd mellan verken. 5. Verken görs därför högre, i den blinda tron att höjden betyder allt, medan ökad höjd även kräver ett ökat inbördes avstånd, då vinden på högre höjd blir alltmer laminär. 6. Investeringen kan, för 461 verk, vid konstant energifångst, minskas med ca 2 mdkr. 7. Den beräknade minskande investeringskostnaden om 8% i de 33 prospekten förbättrar direkt lönsamheten, då vindkraften har ett kostnadsfritt drivmedel nämligen vind. 8. Detta skulle i sin tur, vid konstant energifångst, innebära förbättrad livsmiljö för kringboenden, mindre vägbyggnad, färre betongfundament och kablar, etc., än nu. 9. Industriell egennytta har nog varit skälet till felplaceringen av verken i prospekten. Figur 5 Prospektkarta över Gröninge med 5,1 turbindiametrar (112 m) i inbördes avstånd med 416 m som minimum mellan verk 9 och 16. Teckenförklaringar: rött kryss = vindkraftverk, brun punkt = bostad, nivålinjer med 5 m ekvidistans enligt SRTM satellit.